(57)【要約】      （修正有）【課題】トロコイド型等の内接歯車ポンプにおいて、駆動シャフトをインナロータの嵌合孔の全長にわたって挿入可能とし、ポンプ性能やポンプ機能を保持する。【解決手段】駆動シャフト５０がインナロータ４０の駆動シャフト嵌合孔４２に挿入されて嵌合され、駆動シャフト５０が回転することによりインナロータ４０およびアウタロータ３０が回転してポンプ機能が発揮されるポンプにおいて、ケーシング１０のロータ収容凹部１２の底部の、駆動シャフト５０の先端が対向する箇所に、駆動シャフト５０が入り込むことが可能な凹部１２ｂを設ける。凹部１２ｂに駆動シャフト５０の先端を入り込ませることで、駆動シャフト嵌合孔４２の全長にわたって駆動シャフト５０が挿入した状態とすることを可能とする。【選択図】図１
2013189922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ収容凹部および該ロータ収容凹部の開口周囲にカバー収容凹部を有するケーシングと、
前記ロータ収容凹部に回転自在に収容される内歯を有するアウタロータと、
このアウタロータ内に回転自在に収容され、前記内歯に内接する外歯を有し、回転軸心に駆動シャフト嵌合孔を有するインナロータと、
このインナロータの前記駆動シャフト嵌合孔に嵌合され、先端が前記ロータ収容凹部の底部に対向する駆動シャフトと、
この駆動シャフトが貫通し、かつ、前記カバー収容部に配設されて前記ロータ収容凹部を閉塞し、外周縁部が前記ケーシングにかしめ固定される円板状のカバーと、
を備え、
前記カバーで閉塞される前記ロータ収容凹部内に、前記内歯と前記外歯の噛み合い作用によって、流体が吸入される吸入側容積室と、吸入した流体を吐出させる吐出側容積室とが形成される内接歯車ポンプにおいて、
前記ケーシングの前記ロータ収容凹部における前記駆動シャフトの先端の対向部に、該駆動シャフトのケーシング内への任意の挿入量を許容する凹部が形成されていることを特徴とする内接歯車ポンプ。
【請求項２】
前記駆動シャフト内には中空状の流体通路が形成されており、該流体通路が前記吐出側容積室に連通していることを特徴とする請求項１に記載の内接歯車ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油等の流体を圧送するのに適した内接歯車ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のポンプとしては、トロコイド歯形を有するアウタロータおよびインナロータがケーシング内に回転自在に収容され、ケーシング内に通じる吸入口および吐出口を有するトロコイドポンプが知られている。アウタロータの内周部には複数の内歯が、また、インナロータの外周部にはアウタロータの内歯よりも歯数が１つ少ない外歯が形成され、アウタロータにインナロータが内接し、双方のロータの間には閉塞された複数の空間が形成される。
【０００３】
インナロータには軸心に駆動シャフトが固定され、この駆動シャフトを回転駆動するとインナロータが回転し、インナロータの外歯がアウタロータの内歯に噛み合いながらアウタロータが同一方向に連れ回りする。このときケーシング内においては、アウタロータとインナロータとの間に形成される閉塞された複数の空間のうち、容積が増大する空間が吸入側容積室となり、容積が減小する空間が吐出側容積室となる。吸入側容積室には吸入口が、また、吐出側容積室には吐出口が通じており、各ロータの回転に伴い、作動油等の流体が吸入口から吸入側の容積室に吸入され、次いで吸入側の容積室が吐出側の容積室に変わって流体が吐出口から吐出される構成となっている（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３２９０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種のポンプにおいては、ケーシング等から突出する駆動シャフトを備えた機器に対し、その駆動シャフトをインナロータの軸心に形成された嵌合孔に嵌合すると同時にポンプを機器に固定するといった場合がある。駆動シャフトは、先端部がインナロータの嵌合孔の全長にわたって挿入されることが望ましい。これは、駆動シャフトの駆動力がインナロータに十分に伝わってポンプが正常に作動するためであり、嵌合孔の途中までしか駆動シャフトが挿入されていない場合には、インナロータに傾きが生じてケーシングに接触し無用な磨耗を誘発してポンプ性能が低下したり、駆動シャフトの先端部が嵌合孔の内周面に強く接触することにより磨耗して駆動伝達が不十分となったりするなどの不具合を招く。しかしながら、機器からの駆動シャフトの突出量のばらつきなどに起因して、インナロータの嵌合孔の全長にわたって駆動シャフトが挿入されない場合がある。そこでこのような不具合を防ぐためには、機器側とポンプ側の寸法や組み付けの精度を高くする必要があり、生産性を困難としているのが実情である。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、駆動シャフトをインナロータの嵌合孔の全長にわたって確実に挿入させることができ、その結果、ポンプ性能やポンプ機能を保持することができる内接歯車ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の内接歯車ポンプは、ロータ収容凹部および該ロータ収容凹部の開口周囲にカバー収容凹部を有するケーシングと、前記ロータ収容凹部に回転自在に収容される内歯を有するアウタロータと、このアウタロータ内に回転自在に収容され、前記内歯に内接する外歯を有し、回転軸心に駆動シャフト嵌合孔を有するインナロータと、このインナロータの前記駆動シャフト嵌合孔に嵌合され、先端が前記ロータ収容凹部の底部に対向する駆動シャフトと、この駆動シャフトが貫通し、かつ、前記カバー収容部に配設されて前記ロータ収容凹部を閉塞し、外周縁部が前記ケーシングにかしめ固定される円板状のカバーとを備え、前記カバーで閉塞される前記ロータ収容凹部内に、前記内歯と前記外歯の噛み合い作用によって、流体が吸入される吸入側容積室と、吸入した流体を吐出させる吐出側容積室とが形成される内接歯車ポンプにおいて、前記ケーシングの前記ロータ収容凹部における前記駆動シャフトの先端の対向部に、該駆動シャフトのケーシング内への任意の挿入量を許容する凹部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、駆動シャフトはインナロータの駆動シャフト嵌合孔に挿入されて嵌合され、駆動シャフトが回転することによりインナロータおよびアウタロータが回転してポンプ機能が発揮される。駆動シャフトがインナロータのシャフト嵌合孔に挿入された状態で、駆動シャフトの先端はロータ収容凹部の底部に対向するが、その対向部に駆動シャフトの任意の挿入量を許容する凹部を設けているため、先端が凹部に入り込む程度まで駆動シャフトの長さを大きくとることができる。したがって、例えば駆動シャフトが突出する機器に本発明のポンプを取り付ける場合、機器からの駆動シャフトの突出長さをある程度ラフに設定することができるとともに、インナロータの駆動シャフト嵌合孔の全長にわたって駆動シャフトが挿入した状態とすることが可能となる。
【０００９】
本発明では、前記駆動シャフト内には中空状の流体通路が形成されており、該流体通路が前記吐出側容積室に連通している形態を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、駆動シャフトをインナロータの嵌合孔の全長にわたって確実に挿入させることができ、その結果、ポンプ性能やポンプ機能を保持することができる内接歯車ポンプが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る内接歯車ポンプの（ａ）：平面図、（ｂ）：（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図２】同ポンプのアウタロータおよびインナロータを示す平面図である。
【図３】同ポンプを機器に取り付ける前の状態を示す断面図である。
【図４】同ポンプを機器に取り付けた状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１（ａ），（ｂ）は、それぞれ本実施形態に係るトロコイド型の内接歯車ポンプ（以下、ポンプ）１を示す平面図および断面図である。このポンプ１は、円板状のケーシング１０およびカバー２０を備え、さらに、ケーシング１０内に収容されるアウタロータ３０およびインナロータ４０、インナロータ４０に嵌合される中空状の駆動シャフト５０とを備えている。図２は、アウタロータ３０およびインナロータ４０の平面図である。
【００１３】
ケーシング１０は、図１（ｂ）に示すように背面（同図で下面）側に円筒状の凸部１１が突出形成されており、凸部１１とは反対側の表面側には、円形状のロータ収容凹部１２が形成されている。このロータ収容凹部１２の開口周囲には、表面に向かって環状のカバー収容凹部１３およびかしめ段部１９が階段状に形成されている。カバー収容凹部１３の深さはカバー２０の厚さよりも深く、かしめ段部１９の深さはカバー２０の厚さよりも浅く形成されている。凸部１１、ロータ収容凹部１２、カバー収容凹部１３およびかしめ段部１９は、ケーシング１０の中心と同心状に形成されている。
【００１４】
図１（ｂ）に示すＯ１はケーシング１０の中心であり、凸部１１、ロータ収容凹部１２、カバー収容凹部１３およびかしめ段部１９は、このケーシング１０の中心Ｏ１と同心状に形成されている。図１（ａ）に示すように、ロータ収容凹部１２の底部には、背面側からロータ収容凹部１２に連通する吸入口１４と、後述する連通溝１５ａに連通する吐出口１５が形成されている。
【００１５】
ロータ収容凹部１２はカバー収容凹部１３に嵌め込まれたカバー２０により閉塞される。カバー２０は、外周縁部の複数箇所に対して形成される複数のかしめ固定部７１でケーシング１０に固定される。かしめ固定部７１は、かしめ段部１９の内周縁部を押圧して潰すことにより肉を塑性変形させてカバー２０側に爪状に突出させ、カバー２０の外周縁部に圧着させることにより形成される。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、ケーシング１０のロータ収容凹部１２の周囲には、複数（この場合３つ）の取付孔１６が形成されている。これら取付孔１６は、当該ポンプ１を所定の機器に取り付けるためのボルトを通す孔である。また、ケーシング１０の外周面の所定箇所には、軸方向に延びる位置決め溝１７が形成されている。また、ロータ収容凹部１２の周壁１２ａの所定箇所には、半円弧状の切欠き１８が形成されている。ケーシング１０は、例えばアルミ合金をダイカスト法によって成形するなどの方法で製造される。
【００１７】
ロータ収容凹部１２には環状のアウタロータ３０が摺動回転自在に収容され、このアウタロータ３０内に、インナロータ４０が内接する状態で回転自在に収容される。図２に示すように、アウタロータ３０の内周面には複数の内歯３１が形成されており、インナロータ４０の外周面にはアウタロータ３０の内歯３１に噛み合う外歯４１が形成されている。インナロータ４０の外歯４１の数は、アウタロータ３０の内歯３１よりも１つ少なく、図２および図１（ｂ）に示すように、インナロータ４０の中心Ｏ２はアウタロータ３０の中心Ｏ１に対し偏心している。
【００１８】
図２に示すように、各ロータ３０，４０の内歯３１と外歯４１は仕切点Ｐで互いに接触し、仕切点Ｐ間およびカバー２０とロータ収容凹部１２の底部との間に囲まれて形成される空間が、吸入側あるいは吐出側の容積室Ｒとなる。インナロータ４０の中心には、駆動シャフト５０の断面略Ｄ字状に形成された先端駆動部５１が挿入されて嵌合される駆動シャフト嵌合孔４２が形成されている。この駆動シャフト嵌合孔４２の周囲には、環状のボス４３が突出形成されている。アウタロータ３０およびインナロータ４０は、例えば粉末冶金法による焼結等の製法で製造される。
【００１９】
図１（ａ）に示すように、カバー２０には、インナロータ４０のボス４３に嵌合して駆動シャフト５０の先端駆動部５１が貫通する円形状の駆動シャフト貫通孔２１が形成されている。この駆動シャフト貫通孔２１はカバー２０の中心に対し偏心している。カバー２０の外周縁の所定箇所には、ケーシング１０の切欠き１８に嵌合する突起２２が形成されている。カバー２０は、例えば板金の打ち抜きによって製造される。
【００２０】
カバー２０は、突起２２を切欠き１８に嵌合させ、かつ、駆動シャフト貫通孔２１をインナロータ４０のボス４３に嵌合させてカバー収容凹部１３に嵌め込まれる。図１に示すように、ロータ収容凹部１２内のインナロータ４０は、カバー収容凹部１３に嵌め込まれたカバー２０の駆動シャフト貫通孔２１と同心状（図１（ａ）のＯ２が中心）になることが可能であり、駆動シャフト５０の先端駆動部５１は、カバー２０と同心状になったインナロータ４０の駆動シャフト嵌合孔４２に挿入されて嵌合される。すなわち、駆動シャフトの軸心はＯ２に一致し、かつ、アウタロータ３０の回転中心（ケーシングの中心Ｏ１と同じ）に対し偏心しており、駆動シャフト５０は、インナロータ４０のボス４３を介してカバー２０に回転自在に挿入された状態となる。ケーシング１０に形成された吸入口１４と吐出口１５は、アウタロータ３０の回転中心Ｏ１と駆動シャフト５０の軸心Ｏ２とを結ぶ線Ｌを対称線として対称位置に形成されている。
【００２１】
図３に示すように、ケーシング１０のロータ収容凹部１２の底部には、さらに凹部１２ｂが形成されている。この凹部１２ｂは、インナロータ４０の駆動シャフト嵌合孔４２に嵌合された駆動シャフト５０の先端に対向する部分に形成されており、駆動シャフト５０の径より大きく、かつ駆動シャフト５０と同心状の円形状に形成されている。駆動シャフト５０の中空部は油通路（流体通路）５２として構成され、凹部１２ｂの底部には、吐出口１５と駆動シャフト５０の油通路５２とを連通する連通溝１５ａが形成されている。
【００２２】
上記本実施形態のポンプ１は、図３に示す機器１００に取り付けられる。機器１００は例えばコンプレッサ等であって、ポンプ１は潤滑のための油を機器１００に供給するために機器１００の底面に固定されて用いられる。ポンプ１を構成する駆動シャフト５０は、先端部が機器１００の底面から突出するようにして該機器１００に具備され、機器１００が有する駆動源により回転させられる。
【００２３】
ポンプ１は、図４に示すように、カバー２０と同心状にされたインナロータ４０の駆動シャフト嵌合孔４２に駆動シャフト５０の先端駆動部５１を挿入して嵌合させ、ケーシング１０の表面を機器１００の底面に対向させるとともに機器１００のねじ穴１０１に取付孔１６を一致させ、取付孔１６に通したボルト１１０をねじ穴１０１にねじ込んで締結することにより機器１００に取り付けられる。
【００２４】
上記本実施形態のポンプ１によれば、駆動シャフト５０が回転駆動されてインナロータ４０が回転し、インナロータ４０が回転すると、外歯４１が内歯３１に噛み合いながらアウタロータ３０が同一方向に連れ回りする。図２のインナロータ４０上に示す矢印は回転方向であり、この方向にインナロータ４０が回転することにより、仕切点Ｐ間に形成される容積室Ｒは、吸入口１４側の吸入側容積室Ｒ１と、吐出口１５側の吐出側容積室Ｒ２に分かれる。
【００２５】
このポンプ１においては、各ロータ３０，４０の回転に伴い、潤滑油が吸入口１４から吸入側容積室Ｒ１に吸入され、次いで吸入側容積室Ｒ１が吐出側容積室Ｒ２に変わり、潤滑油は吐出側容積室Ｒ２から、吐出口１５、連通溝１５ａを経て駆動シャフト５０内の油通路５２に入り、図４において油通路５２内を上方に圧送されるといったポンプ機能が連続的に行われる。
【００２６】
さて、上記構成を有する本実施形態のポンプ１によれば、駆動シャフト５０がインナロータ４０の駆動シャフト嵌合孔４２に挿入された状態で、駆動シャフト５０の先端はロータ収容凹部１２の底部に対向するが、その対向部には凹部１２ｂが形成されている。このため、駆動シャフト５０の機器１００からの突出量を先端が凹部１２ｂに入り込む程度まで長くすることができる。すなわち、インナロータ４０に対する駆動シャフト５０の任意の挿入量を凹部１２ｂは許容するものとなっている。これにより、インナロータ４０の駆動シャフト嵌合孔４２の全長にわたって駆動シャフト５０の先端駆動部５１が挿入した状態とすることができる。
【００２７】
駆動シャフト嵌合孔４２の途中までしか駆動シャフト５０が挿入されていない場合、インナロータ４０に傾きが生じてケーシング１０に接触し磨耗を誘発してポンプ性能が低下したり、駆動シャフト５０の先端部が駆動シャフト嵌合孔４２の内周面に強く接触することにより磨耗して駆動伝達が不十分となってポンプ機能が損なわれたりする。しかしながら本実施形態ではそのような不具合は起こらず、駆動シャフト５０の駆動力がインナロータ４０に十分に伝わってポンプ１は正常に作動する。
【００２８】
また、機器１００からの駆動シャフト５０の突出量を厳密に設定する必要がなく、したがってその突出量にある程度のばらつきがあっても許容される。これにより、機器１００側とポンプ１側の寸法や組み付けの精度を高くしたり後加工をする必要がなく、組み立ても容易となって生産性の向上が図られる。
【符号の説明】
【００２９】
１…内接歯車ポンプ
１０…ケーシング
１２…ロータ収容凹部
１２ｂ…凹部
１３…カバー収容凹部
２０…カバー
３０…アウタロータ
３１…内歯
４０…インナロータ
４１…外歯
４２…駆動シャフト嵌合孔
５０…駆動シャフト
５２…油通路（流体通路）
Ｒ１…吸入側容積室
Ｒ２…吐出側容積室
【図１】
2013189922.tif 000003
【図２】
2013189922.tif 000004
【図３】
2013189922.tif 000005
【図４】
2013189922.tif 000006